水性1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムTetrafluoroborate内の分子レベルの挙動のマルチプローブ分光調査

この作業では、溶質/溶媒を含む分子レベルの溶媒の特徴、溶媒/溶媒を含む一連の分子レベルの溶媒機能、溶媒相互作用、双極性、不均一性、ダイナミクス、プローブアクセシビリティ、および拡散 - は、周囲混合物の組成全体で調査されました。イオン液体1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロ酸、[BMIM] [BF4]、およびPH 7.0リン酸緩衝液、さまざまな分光モードで利用された9つの異なる分子プローブのために組み立てられた結果に基づいています。これらの研究では、このベンチマーク混合物内の興味深い珍しい溶質溶媒プローブ挙動が明らかになりました。ソルバトクロミック吸光度プローブ - 水溶性ベタイン染料（ベタイン染料33）、N、n-ジエチル-4-ニトロアニリン、および4-ニトロアニリン - は、ET（双極性/偏光および水素結合供給の寄付のブレンドのブレンドを使用して使用されました。）およびKamlet-TaftインデックスPI*（双極性/偏光）、アルファ（水素結合ドナーの酸性度）、および[BMIM] [BF4] +リン酸緩衝液システムを特徴付けるベータ（水素結合受容体塩基性）。これらのパラメーターはそれぞれ理想から顕著な偏差を示し、[BMIM] [BF4]による個々のプローブ溶質の選択的溶媒和を示唆しています。同様の結論は、蛍光極性感受性プローブピレンとピレン-1-カルボキサルデヒドの応答から導き出されました。重要なことに、蛍光微小流動性プローブ1,3-ビス（1-ピレニル）プロパンは、混合物内の微小粘度を感知し、微妙な溶媒の挙動の単純な補間から導き出された期待を大幅に超えています。このプローブの結果に基づいて、微小粘度とバルク粘度の相関が確立されました。顕著な溶媒溶媒水素結合相互作用は、この挙動に暗黙的でした。本明細書で研究されたプローブの理想的な添加剤行動からの最大の偏差は、緩衝液が豊富なレジームで発生することが一貫して観察された。[BMIM] [BF4] +リン酸緩衝液システム内のピレンのニトロメタンベースの蛍光消光は、システムの微量卵金のさらなる現れである「アクション球体」消光モデルへの異常なコンプライアンスを示しました。小（BODIPY FL）と高分子（テキサスレッド10 kDaデキストランコンジュゲート）の両方の蛍光相関分光結果拡散プローブは、水性[BMIM] [BF4]に固有の微小酵素分離を支持する追加の証拠を提供します。

In this work, an array of molecular-level solvent features--including solute--solvent/solvent--solvent interactions, dipolarity, heterogeneity, dynamics, probe accessibility, and diffusion--were investigated across the entire composition of ambient mixtures containing the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, [bmim][BF4], and pH 7.0 phosphate buffer, based on results assembled for nine different molecular probes utilized in a range of spectroscopic modes. These studies uncovered interesting and unusual solvatochromic probe behavior within this benchmark mixture. Solvatochromic absorbance probes--a water-soluble betaine dye (betaine dye 33), N,N-diethyl-4-nitroaniline, and 4-nitroaniline--were employed to determine ET (a blend of dipolarity/polarizability and hydrogen bond donor contributions) and the Kamlet-Taft indices pi* (dipolarity/polarizability), alpha (hydrogen bond donor acidity), and beta (hydrogen bond acceptor basicity) characterizing the [bmim][BF4] + phosphate buffer system. These parameters each showed a marked deviation from ideality, suggesting selective solvation of the individual probe solutes by [bmim][BF4]. Similar conclusions were derived from the responses of the fluorescent polarity-sensitive probes pyrene and pyrene-1-carboxaldehyde. Importantly, the fluorescent microfluidity probe 1,3-bis(1-pyrenyl)propane senses a microviscosity within the mixture that significantly exceeds expectations derived from simple interpolation of the behavior in the neat solvents. On the basis of results from this probe, a correlation between microviscosity and bulk viscosity was established; pronounced solvent-solvent hydrogen-bonding interactions were implicit in this behavior. The greatest deviation from ideal additive behavior for the probes studied herein was consistently observed to occur in the buffer-rich regime. Nitromethane-based fluorescence quenching of pyrene within the [bmim][BF4] + phosphate buffer system showed unusual compliance with a "sphere-of-action" quenching model, a further manifestation of the microheterogeneity of the system. Fluorescence correlation spectroscopic results for both small (BODIPY FL) and macromolecular (Texas Red-10 kDa dextran conjugate) diffusional probes provide additional evidence in support of microphase segregation inherent to aqueous [bmim] [BF4].